| 研究課題/領域番号 |
19K16883
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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小区分51010:基盤脳科学関連
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| 研究機関 | 公立千歳科学技術大学 (2023)
奈良先端科学技術大学院大学 (2019-2022) |
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研究代表者 |
春田 牧人 公立千歳科学技術大学, 理工学部, 准教授 (40733663)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | CMOSイメージセンサ / 脳機能イメージング / 脳血流計測 / 蛍光イメージング / 自由行動実験 / 小型・軽量 / CMOSイメージセンサー / 脳血管障害 / 長期間計測 / マルチ生体シグナル計測 / 行動実験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、脳血管障害の発生メカニズムと脳血管障発症時の神経細胞に与える影響を同時に計測できる新規技術の開発を目指す。小型の実験動物の脳機能観察実験では、脳機能の継続的な観察は困難であることが現状である。そのため、本研究では3つの特性を持った生体埋め込み脳機能計測デバイスを開発する。①CMOSイメージセンサ技術とMEMS技術によっるデバイスの小型化。小型化により動物の行動を制限せずに脳機能計測を可能とする。②脳血流と脳神経活動の同時計測。③長時間連続計測。この３点の特性を持つデバイスを開発することで脳血管障害モデルマウスにおける脳血流、脳神経活動および行動の関連性を解明する。
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| 研究成果の概要 |
運動機能や情動、社会性行動と脳機能の関係を明らかにするために、行動実験中の脳活動を計測が可能な小型計測デバイスが必要とされている。本研究では、独自設計の超小型CMOSイメージセンサを用いた脳機能計測用イメージングデバイスを新たに開発することで、行動実験中の脳活動の計測を目指した。独自設計のCMOSイメージセンサと2種類の光源用LEDを搭載した小型脳機能計測用CMOSイメージングデバイスの開発を行った。さらに、長期間の脳機能計測を実現するため簡易設置可能な構造を持つアルミ製の小型頭部固定治具を新たに開発した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来のイメージング技術ではレンズ等の大きな光学系を必要であるため、超小型化や多機能化が困難であった。本研究では独自のCMOSイメージセンサと微細デバイス実装技術を新たに開発することで、デバイス重量がわずか0.5 gの脳血流と脳神経活動の同時計測が可能な超小型イメージングデバイスを実現した。行動実験中の脳機能と脳血流を同時測定する事で、脳血管障害における脳機能と血流の関連性および脳機能障害のメカニズム解明に貢献できる。小型デバイスであることで経時的に脳機能を計測できるようになる。そのため、機能障害の過程やその回復過程を計測することが可能となり、予防法と治療法の開発に貢献できる。
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